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德克萨斯大学埃尔帕索分校和斯坦福大学的科学家们最近惊讶地发现,淡水和盐水中存在的浮游动物自然群落——以细菌为食的微小水生动物——并不能清洁被粪便微生物污染的水。
研究小组说,这项发表在生物学杂志《地球》上的研究揭示了浮游动物在处理被粪便污染的水体方面的局限性。
2017年美国水质调查显示,超过50%的河流、海湾和河口至少有一种用途是不安全的,在许多情况下是因为粪便污染。
“当污水被排放到干净的水体中,人类接触到它时,它会导致人类疾病,”UTEP土木工程助理教授劳伦肯尼迪博士说,他是该研究的通讯作者。
“我们的研究旨在了解哪些因素可以使病原体无法感染人类。换句话说,在没有任何形式的外部干预的情况下,需要多长时间才能使水再次成为安全的娱乐场所?”
肯尼迪解释说,由于事故、水处理不充分或基础设施腐蚀,污水和化粪池中的水可能会意外进入淡水水体。
作者假设,水中天然存在的浮游动物可能以粪便污染的微生物为食,使微生物失活,有效地“清洁”了水。
为了验证这一想法,研究小组将一种名为MS2的病毒和大肠杆菌添加到从加州旧金山湾区采集的淡水和盐水样本中。
肯尼迪说,MS2和大肠杆菌被认为是科学研究的有用代表,因为它们在污水中浓度很高,它们的存在通常表明环境中存在粪便污染。水样自然既含有“大”颗粒,如浮游动物、沙子和泥土,也含有“小”或溶解颗粒,如盐。
他们发现,包括浮游动物在内的大颗粒对病原体代理的失活没有显著影响。然而,小颗粒似乎有更大的影响。在高盐度的水中,例如取自圣佩德罗海滩的海水,病原体代理的失活率更高。
肯尼迪说:“我们能够从另一个角度考虑地表水的修复工作,我对此感到自豪。”
她补充说,这项研究是了解浮游动物作为受污染水的天然“清洁器”的局限性的重要一步。下一阶段的研究将集中在盐度对污染水体中病原体生存的影响上。
“我很自豪地看到我们团队的这项重要工作,”土木工程系主席卡洛斯·费古特博士说。“肯尼迪博士和她的团队的研究为病原体灭活的挑战提供了有价值的见解,特别是在废水可能危害人类健康的地区。”